已知定义在区间[-1,1]上的函数f(x)=2x+b/x2+1为奇函数. (1)求实数b的值. (2)判断函数f(x)在区间(-1,1)上的单调性,并证明你的结论. (3)f(x)在x∈[m,n]上的值域为[m,n](-1≤
问题描述:
已知定义在区间[-1,1]上的函数f(x)=
为奇函数.2x+b
x2+1
(1)求实数b的值.
(2)判断函数f(x)在区间(-1,1)上的单调性,并证明你的结论.
(3)f(x)在x∈[m,n]上的值域为[m,n](-1≤m<n≤1 ),求m+n的值.
答
(1)∵定义在区间[-1,1]上的函数f(x)=
为奇函数,2x+b
x2+1
∴f(0)=0,即b=0,…(2分)
检验:当b=0时,f(x)=
为奇函数,…(3分)2x
x2+1
∴b=0.
(2)函数f(x)=
在区间(-1,1)上是增函数…(4分)2x
x2+1
证明:∵f(x)=
,2x
x2+1
∴f′(x)=
2(x2+1)−2x•2x (x2+1)2
=
,…(6分)2(1−x2) (x2+1)2
∵x∈(-1,1),
∴f′(x)>0,…(7分)
∴函数f(x)在区间(-1,1)上是增函数 …(8分)
(3)由(2)知函数f(x)在区间[m,n]上是增函数,函数f(x)的值域为[f(m),f(n)]
∴
即
f(m)=m f(n)=n
…(9分)
=m①2m
m2+1
=n②2n
n2+1
由①得m=-1 或 0或1,
由②得n=-1 或 0或1…(11分)
又∵-1≤m<n≤1
∴m=-1,n=0;或m=-1,n=1;或m=0,n=1…(12)
∴m+n=-1;或m+n=0;或m+n=1…(13)